工程水文学第三章 水文测验及水文资料收集
工程水文学-第三章
水文调查
为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特 定目的，采用勘测、调查、考证等手段进行收 集水文信息的工作。
水文调查包括：水文要素、气候特征、流域自 然地理、河道情况、人类活动以及水旱灾情， 社会经济状况等方面。
19
3.2 降水观测
降水量观测是水文要素观测的重要组成部分， 一般包括测记降雨、降雪、降雹的水量。
2
3.1 测站与站网
测站：在流域内一定地点(或断面)按统一标准 对所需要的水文要素作系统观测以获得信息并 进行整理为即时观测信息，这些指定的地点称 为测站。
测站所测的项目主要有：降水、水位、流量、 水温、冰凌、泥沙、水质和地下水等。 只测其中部分项目的分别称为水位站、流量站 (也称水文站)、雨量站、蒸发站等。
工程水文学—
(第三章 水文信息采集与处理) 上海大学土木系 武亚军
1
概述
水文信息采集与处理是研究水文信息的测量、 计算与数据处理原理和方法，是工程水文学的 重要基础。 水文信息包括：降水、水位、流量、水温、冰 凌、泥沙、水质和地下水等要素。
量测时间节点: (1)水文事件发生时;(2) 水文事 件发生后。
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雨量器观测记载资料的整理
有降水之日于8时观测完毕之后，立即检查观 测记载是否正确、齐全。如检查发现问题，应 加注统一规定的整编符号。 计算日降水量，当某日内任一时段观测的降水 量注有降水物或降水整编符号时，则该日降水 量也注相应符号。
每月初统计填制上月观测记载表的月统计栏各 项目。
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单位mm，其观测记载的精度要求：
需要控制雨日地区分布变化的雨量站必须记至0.1mm. 当有蒸发站记录时，降雨的记录精度必须与蒸发观测 的记录精度相匹配。
工程水文与水利计算练习题及参考答案
《工程水文与水利计算》练习题及参考答案第一章绪论1. 水资源与水文学有何关系？2. 工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？3. 将全球的陆地作为一个系统，设年降水量为Pc、年蒸发量为Ec、陆地流入海洋的径流量为R、陆地蓄水量年末与年初之差为ΔS，试根据质量守恒原理列出R的计算方程。
第二章河川径流1.为什么我国的年降水量从东南沿海向西北内陆递减？2.为什么我国夏季常常发生大洪水？3.使水资源具有可再生性的原因,是由于自然界的所引起(____)a、径流b、水循环c、蒸发d、降水4.自然界中，在海陆间的水循环称为（____）a、内陆水循环b、小循环c、大循环d、水文循环5.时段的长短对水量平衡计算没有影响，对吗？6. 如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？7. 实际上，从哪些方面判别一个流域是否为闭合流域？8. 毁林开荒为什么会加剧下游的洪水灾害？9. 围垦湖泊，为什么会使洪水加剧？10.对流层中气温随高程变化的曲线有层结曲线和状态曲线，二者一致吗？11.为什么气旋区的气流呈反时针旋转？并为云雨天气。
12. 在高压区，高空气流运动的方向是(____)a. 指向高压一侧；b. 指向低压一侧；c. 与等压线平行，围绕高压中心呈反时针旋转；d. 与等压线平行，围绕高压中心呈顺时针旋转。
13.露点是表示空气状态的一种指标(____)a. 压力；b. 温度；c. 湿度；d. 密度。
14.从大气环流看，在北半球近地面层存在哪4个纬向的气压带？15.从空气的动力抬升作用看，降水可分为哪4种类型？16. 累积雨量过程线与降雨强度过程线有何联系？17. 流域围湖造田和填湖造田，将使流域蒸发(____)a.增加b.减少c.不变d.难以肯定18. 流域退田还湖，将使流域蒸发(____)a.增加b.减少c.不变d.难以肯定19.同一地区的多年平均雨量山区的往往大于平原的，而多年平均蒸发量则往往相反，为什么？20.蒸发对水文循环有何影响？21.土层的包气带是指[____]a.土壤的表层b.地面到地下潜水面之间的土层c.地面以下的整个土层d.地下潜水面以下的土层22.下渗率总是[____]a.等于下渗能力b.大于下渗能力c.小于下渗能力d.小于、等于下渗能力23.田间持水量可以转化为[____]a.地下径流b.地面径流c.地面和地下径流d.蒸、散发水量24.某流域（为闭合流域）上有一场暴雨洪水，其净雨量将（）a.等于其相应的降雨量b.大于其相应的径流量c.等于其相应的径流量d.小于其相应的径流量25.对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？26.河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？第三章水文测验及水文资料收集1.水文测站观测的项目有(____)A. 风B.水位C.流量D.湿度E.泥沙F.降水G.蒸发H.辐射I.水质2.根据测站的性质，水文测站可分为(____)A.水位站B.雨量站C.基本站D.专用站E.流量站3.对于测验河段的选择，主要考虑的原则是(____)A.在满足设站目的要求的前提下，测站的水位与流量之间呈单一关系B.在满足设站目的要求的前提下，尽量选择在距离城市近的地方C.在满足设站目的要求的前提下，应更能提高测量精度D.在满足设站目的要求的前提下，任何河段都行4.基线的长度一般（____）A.愈长愈好B.愈短愈好C.长短对测量没有影响D.视河宽B而定,一般应为0.6B5.水文站布设的断面一般有(____)A.基本水尺断面B.流速仪测流断面C.浮标测流断面D.比降断面6.全国水位统一采用的基准面是(________)A.大沽基面B.吴淞基面C.珠江基面D.黄海基面7.水位观测的精度一般准确到（________）A.1mB. 0.1mC. 0.01mD. 0.001m8.当一日内水位变化不大时，计算日平均水位应采用(________)A.加权平均B.几何平均法C.算术平均法D.面积包围法9.当一日内水位较大时，由水位查水位流量关系曲线以推求日平均流量，其水位是用(________)A.算术平均法计算的日平均水位B.12时的水位C.面积包围法计算的日平均水位D.日最高水位与最低水位的平均值10.我国计算日平均水位的日分界是从(_A_)时至(_D_) 时，计算日降水量的日分界是从(_B_)到(_C)。
工程水文学_第三章
水位观测
（二）编制“逐日平均水位表”及“洪水要素摘录 把计算所得的日平均水位，填表可得逐日平均水
位表”，表中包括年、月最高水位、最低水位，平 均水位和各种历时（保证率）水位等。 将汛期实测水位按观测时刻顺序填表，可得“洪 水要素摘录表”。
凡基本站历年水位资料，均载于《水文年鉴》中
可供查找。
第三节
流量测验
Vm=V0.6 Vm=(V0.2+V0.8)/2 Vm=(V0.2+V0.6+V0.8)/3
五点法
Vm=(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0)/10
> 3.0
第三节
流量测验
2. 求部分面积上的平均流速
中间部分面积上的平均流速计算：
1 Vi (Vm ,i 1 Vm ,i ) 2
河流泥沙按其运动方式分为两种：
悬移质泥沙（悬沙）：悬浮于水中并随之运动
推移质泥沙（底沙）：受水流冲击沿河底移动或滚动 一、泥沙的计量单位 1.含沙量（Cs）：单位体积内所含干沙的质量，Kg/m3。 2.输沙率（Qs）：单位时间流过河流某断面的干沙质量，kg/s。 Qs=CsQ 3.输沙量（Ws）：某段时间内通过断面的泥沙重量，kg或t。 Ws=QsT 4.侵蚀模数（Ms）：单位面积上的输沙量，t/km2 。 Ms= Ws/F
（二） 布设观测断面：
测验断面可分为基本水尺断面、流速仪测流断 面、浮标测流断面和比降断面。
第一节
测站与站网
基本水尺断面：是基本水尺所在位置并垂直于流向 的横断面。 基本水尺断面一般设在测验河段的中部。
流速仪测流断面：是为用流速仪法施测流量时所在
的横断面。
《工程水文学》模拟试题之水文信息采集与处理一
第一篇工程水文学试题库第三章水文信息采集与处理学习本章的内容和意义：本章主要学习水文信息的采集与处理技术，包括水文测站的设立和水文站网的布设；水位、流量、泥沙、水质等各种水文信息要素的观测；水文的调查方法；以及水文数据的处理方法和技术。
本章研究的水文信息采集与处理是工程水文学中最基本的概念和方法之一，是以后学习水文统计、流域产汇流计算、水文预报等内容的基础。
本章的习题内容主要涉及：水文测站的设立、水文站网的布设、水位的测验方法、日平均水位的计算、流速的测验方法、断面面积的测量和计算、断面流量和流速的计算、流量资料的整理、泥沙的测验方法、悬移质含沙量和输沙率的计算、水质监测的方法、水文调查的方法、水文资料的收集等。
一、概念题（一）填空题1．水文测站是指。
2．根据水文测站的性质, 测站可分为、两大类。
3．水文测站的建站包括和两项工作。
4．是对水文站水位流量关系起控制作用的断面或河段的水力因素的总称。
5．决定河道流量大小的水力因素有：、、和。
6．根据不同用途，水文站一般应布设、和、、及、各种断面。
7．目前，按信息采集工作方式的不同，采集水文信息的基本途径可分为、、 _ 和。
8．观测降水量最常用的仪器通常有和。
9．自记雨量计是观测降雨过程的自记仪器。
常用的自记雨量计有三种类型：、和。
10．用雨量器观测降水量的方法一般是采用观测，一般采用进行观测，即及各观测一次，日雨量是将至的降水量作为本日的降水量。
11．水面蒸发量观测一次，日蒸发量是以作为分界，将至的蒸发水深，作为本日的水面蒸发量。
12．水位是指。
13．我国现在统一规定的水准基面为青岛黄海基面。
14．根据所采用的观测设备和记录方式，水位观测方法可分为4种类型：、、、。
15．水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。
16．水位的观测包括基本水尺和比降水尺的水位。
17．我国计算日平均水位的日分界是从_ _时至时。
18. 计算日平均流量的日分界是从_ _时至时。
工程水文学课后复习思考题参考答案
工程水文学课后复习思考题及答案第一章绪论1、什么是水资源？怎样理解水资源并非是取之不尽，用之不竭的？水资源是指地球上可供人类利用的淡水。
与煤、石油等矿产资源不同，水资源的数量具有可更新补充的特点，但随着城市和农业的发展，人口和用水量的急剧增长，人类对水资源需求量日益增长，而可利用的水资源是有限的，可更新补充的水资源并非取之不尽、用之不竭的，必须十分重视，珍惜利用。
2、中国的水资源有哪些特点？中国的水资源总量不算少，但人均水量低；地区上分布极不均匀；与耕地、人口分布不相匹配；年内、年际变化大。
3、实施水资源可持续利用发展战略有何意义？在水资源开发利用中，应当使预期得到的社会效益和环境效益，亦即正面效益与因开发利用所导致的不利于环境的副作用，亦即负面效益相平衡，并力求前者稍大于后者以利人类社会的不断完善和进步。
4、水资源与水文学有何关系？水文学是研究地球水圈的存在与运动的科学。
主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系，为人类防治水旱灾害、合理开发利用和保护水资源、不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。
5、水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？规划设计阶段水文学计算的主要任务是确定工程规模；施工阶段要修建一些临时性建筑，也需要进行水文计算；运用管理阶段，需知道未来一定时期的来水情况，据此编制水量调度方案。
6、水文分析计算经常采用哪些研究方法？根据是什么？成因分析法、数理统计法、地理综合法。
第二章水循环与径流形成1、何谓自然界的水循环？产生水循环的原因是什么？水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗、地面和地下径流的往复循环过程成为水循环，海陆间的水循环成为大循环，局部的水循环成为小循环。
产生水循环的内因是水在通常环境下气、液、固易于转化；外因是太阳辐射和重力作用。
2、何谓水量平衡原理？水量平衡方程中经常考虑的因素有哪些？根据物质不灭定律可知，在水循环过程中，对于任一区域，在任一时段内，进入的水量与输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量，这就是水量平衡原理。
工程水文学第三章 水文测验及水文资料收集
பைடு நூலகம்
二、水位流量关系的延长
高水延长：
影响洪水流量过程，包括洪峰，影响重大。 延长幅度不应超过当年实测流量所占水位变 幅的30%。
低水延长： 相对误差较大且影响历时长。 延长幅度不超过10%。
⑴采用水位面积与水位流速关系进行高水延长
⑵采用水力学公式进行高水延长 ①曼宁公式： 计算流速：
二、暴雨调查 暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨变化 过程及前期雨量、暴雨走向及当时主要风力变化等。
第七节 水文数据处理
处理工作： 收集校核原始数据；编制实测成果表；确定关系曲 线；推求逐时、逐日值；编制逐日表及洪水水文要素摘 录表等。
重点: 流量资料整编：水位流量关系曲线、逐时、逐日值 的推求。
测流工作组成： 河道断面测量、流速测量。
bi bi1
h i 1
fi
hi
i1
n
i
Q
i fi
i 1
面积流速法测流示意图
一、断面测量
目的： 绘出测流断面图。
方法： 在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测 深垂线的起点距和水深并观测水位，用施测时的水位 减去水深，即得各测深垂线处的河底高程。
二、流速测量：
令 K C S 则：
Q K R
高水时 Q ～ A R 呈线性关系，据此外延。
Z (m)
50m
延长过程
① Z ~Q
⑧ c ④
⑦
② Q~A h
b⑥
③ Z~A h
Ah
a ⑤
50m
Q(m3 s) H(m)
⑶水位流量关系曲线的低水延长 低水延长一般是以断流水位作为控制点，将实测水 位流量关系顺曲线延长。 断流水位是指流量为零时的相应水位。
工程水文学第三章1
2、单一线定线的方法 ⚫图解法
单纯采用作图的一种人工定线的方法。 ⚫解析法
采用具有一定数学表达式的计算机定线的方法。
3、单一线图解法步骤
⚫ 点绘( z 、A )、( z 、V )、(z 、Q )关系点。
z
Q
A
V
⚫ 分析( z、A )、(z 、V )、(z 、Q )关系点的特点。 ⚫初步绘制 z ～ A、 z ～ V关系曲线。
第三章 水文测验及水文资料收集
第一节 概述
进行水文分析计算时，需要收集水文资料。为了正确 地使用这些资料，有必要了解它们的来源。水文资料一 般是通过建立水文测站进行长期观测而获得。
一、测站 水文测站是获得水文资料的基本场所。 按测验项目测站可分为：雨量站、水位站、流量站、 蒸发站、水质监测站等。
按测站性质，测站又可分为基本站、专用站两大类。 基本站：是综合国民经济各方面的需要，由国
推求流量 。
4、流量数据处理的主要内容
⚫对原始资料进行审核。 ⚫绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线。 ⚫编制实测流量成果表和实测大断面成果表。 ⚫水位流量关系曲线的分析与检验。 ⚫整编逐日平均流量表、洪水水文要素摘录表。 ⚫绘制逐时或逐日平均流量过程线。 ⚫合理性检查。 ⚫编制河道流量资料整编说明表。
Q =V *A V :断面平均流速 A : 过水断面面积。
目前还没有好的方法直接测出断面的平均流速 流速仪测流将过水断面划分为若干部分，计算出各部分 面积，用流速仪测算出各部分面积上的平均流速，部分 面积*部分面积上的平均流速，得部分流量 qi
Q = qi = Vi Ai
（二）断面测量：包括水道断面和大断面测量
(二）不稳定的Z—Q关系 不稳定的Z—Q关系是指先后所测得的水位虽然相同，
工程水文学
河 川 水 文 基 础 知 识
第 二 章
河 川 水 文 基 础 知 识
一次降雨过程，经植物截留、填洼、入渗 和蒸发后，进入河网的水量自然比降雨总 量小，而且经过坡面漫流及河网汇流两次 再分配的作用，使流域出口断面的径流过 程比降雨过程变化缓慢、历时增长、时间 滞后。 为研究径流的形成过程,将其分为产流过 为研究径流的形成过程,将其分为产流过 程（降水、流域蓄渗）和汇流过程（坡面 （降水、流域蓄渗）和汇流过程（ 漫流及河网汇流）
工 程 水 文 学
绪 论 河川水文基础知识 水文测验及水文资料搜集 水文统计的基本知识及方法 内河航道与港口工程设计水位 和设计流量的推求
大连理工大学
2004
第1章
绪
论
1.工程水文学的研究对象 1.工程水文学的研究对象 水文学是研究地球上各种水体的一门科学。它研究 水文学是研究地球上各种水体的一门科学。它研究 各种水体的存在、循环和分布，探讨水体的物理和 化学特性以及它们对环境的作用，包括它们对生物 的关系。 水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总体， 水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总体， 如大气中的水汽，地面上的江河、湖泊、沼泽、海 洋和地下水。各种水体都有自己的特性和变化规律。 应用于实际工程的水文学称为工程水文学。它研究 应用于实际工程的水文学称为工程水文学。它研究 与工程的规划、设计、施工以及运营管理有关的水 文问题，主要内容为水文计算和水文预报。
第 二 章 河 川 水 文 基 础 知 识
闭合流域任意时段水量平衡方程为：
P − E − R = ∆S
P ——时段内的降水量（mm） E ——时段内的蒸发量（mm） R ——时段内的流域出口断面径流量（mm） ∆S ——时段内该流域的蓄水变量（mm） 闭合流域多年平均情况，其水量平衡方程为：
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第四节 泥沙测验与计算 泥沙分类： 悬移质泥沙： 悬浮于水中并随之运动。 推移质泥沙： 受水流冲击沿河底移动或滚动 河床质泥沙： 相对静止而停留在河床上。
一、悬移质测验与计算 ⑴含沙量（Cs）： 单位体积内所含干沙的质量 (Kg/m3)。 ⑵输沙率（Qs）： 单位时间流过河流某断面的干沙质量，kg/s。
二、暴雨调查 暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨变化 过程及前期雨量、暴雨走向及当时主要风力变化等。
第七节 水文数据处理
处理工作： 收集校核原始数据；编制实测成果表；确定关系曲 线；推求逐时、逐日值；编制逐日表及洪水水文要素摘 录表等。
重点: 流量资料整编：水位流量关系曲线、逐时、逐日值 的推求。
令 K C S 则：
Q K R
高水时 Q ～ A R 呈线性关系，据此外延。
Z (m)
50m
延长过程
① Z ~Q
⑧ c ④
⑦
Hale Waihona Puke ② Q~A hb⑥
③ Z~A h
Ah
a ⑤
50m
Q(m3 s) H(m)
⑶水位流量关系曲线的低水延长 低水延长一般是以断流水位作为控制点，将实测水 位流量关系顺曲线延长。 断流水位是指流量为零时的相应水位。
一、水位流量关系曲线的确定 ⑴稳定的水位流量关系曲线
⑵不稳定的水位流量关系
①原因：
断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个 别或综合影响。
Ⅰ、洪水涨落
Ⅱ、断面冲淤
Ⅲ、变动回水:下游干支流涨水等等因素影响。
② 整编方法： 水力因素类：以水力学公式作为基础。 时序型:以水流的连续性为基础，按实测流量点子
的时间顺序连接曲线。
二、水位流量关系的延长
高水延长：
影响洪水流量过程，包括洪峰，影响重大。 延长幅度不应超过当年实测流量所占水位变 幅的30%。
低水延长： 相对误差较大且影响历时长。 延长幅度不超过10%。
⑴采用水位面积与水位流速关系进行高水延长
⑵采用水力学公式进行高水延长 ①曼宁公式： 计算流速：
⑶含沙量的测验 对所取水样，经过量积、沉淀、过滤、烘干称重 等手续，得出一定体积浑水中的干沙重量。
⑷输沙率测验 含沙量测验、流量测验。
第六节 水文调查
目的： 补充水文定位观测的不足。
内容： 流域调查 水量调查 洪水与暴雨调查 其它专项调查
一、洪水调查 洪水痕迹、发生时间、灾情测量、洪水痕迹
的高程，河槽、断面情况，推算洪水总量、洪峰 流量、洪水过程线及重现期，调查报告。
采用流速仪测流： 流速仪：旋杯式、旋浆式。
原理： K nC
测速方法： 积点法、积深法、积宽法。
积点法： 选择若干垂线作为测速垂线，并在每条垂线上 选定若干个测点。
三、流量计算
例3-1
2020mm
1010mm
2020mm
左 0.9
V0.2 1.2m/s
h1
V0.8 0.8m/s
右 0.8
h2
V0.6 1.0m/s
四、水文资料的刊布 水文年鉴：测站分布图，水文站说明表及位置图， 各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地 下水、降水量、蒸发量等。 地方水文手册和水文图集。
五、水文资料收集途径 水文年鉴（数据库）、水文手册和图集、水文调查
第二节 水位观测
水位：
目前全国统一基面：黄海基面。
水位观测设备： 水尺、自记水位计。
水位观测内容： 基本水尺、比降水尺。
水位观测资料整理： 日平均水位、月平均水位、 年平均水位。
第三节 流量测验
流量：
流速仪法测流原理： 将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测 算出各部分断面的面积，用流速仪施测流速并计算 各部分面积上的平均流速，两者的乘积，称为部分 流量，各部分流量之和为全断面的流量。
在水位流量曲线中、低水弯曲部分取三各点 （Z a，Q a）、（Z b，Q b）、（Z c，Qc） 代入上式，得：
以（Z0，0）为控制点，延长得低水曲线。
三、日平均流量计算 当流量变化平稳时：可用日平均水位在水位流量 关系曲线上推求日平均流量。 当流量关系变化较大时：则用逐时水位推求得逐 时流量，再按算术平均法或面积包围法求得日平均流 量。 据此计算月平均流量和年平均流量。
测流工作组成： 河道断面测量、流速测量。
bi bi1
h i 1
fi
hi
i1
n
i
Q
i fi
i 1
面积流速法测流示意图
一、断面测量
目的： 绘出测流断面图。
方法： 在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测 深垂线的起点距和水深并观测水位，用施测时的水位 减去水深，即得各测深垂线处的河底高程。
二、流速测量：
用实测大断面资料延长水位面积关系曲线，再 延长水位流量曲线。
流速计算： 水力半径由大断面资料求的。
②斯蒂文斯法：
根据谢才公式 VCRS C1 nR16 可导出流量公式：
Q V A CR A S CS AR
高水时用平均水深代替水力半径，则有：
QC SA h
根据断面特性： 高水部分的 C S 在不同流量时变化不大，可 看作常数，
工程水文学第三章 水文测验及水文 资料收集
第一节 测站与站网 一、测站 测站分类： 按主要观测项目分： 水位站
流量站 雨量站 蒸发站 二、水文站网
测站在地理上的分布网称为站网。
三、水文测站的设立
⒈选择测验河段 保证工作安全和测验精度，并有利于简化水文要 素的观测和信息的整理分析
⒉布设观测断面： 布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、 流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面。